文档介绍：中国科学院合肥物质科学研究院
博士学位论文
HT-7托卡马克上低杂波电流驱动下锯齿不稳定性的研究
姓名:孙有文
申请学位级别:博士
专业:等离子体物理
指导教师:万宝年
20070531
摘要稳定性的机制,我们最近采用一蚆街钟镅曰旌媳嘈戳艘桓銎胶夥囱莩绦颍反演计算的方法采用了程序中的算法。它已经被应用到前两轮的放电实验中关键词:的模,锯齿,磁流体力学不稳定性,低杂波电流驱动,⑺ゼ醪⒆钪赵谙乱淮尉獬崩塌的前兆振荡出现之前消失了。为了与锯齿前兆振荡和后续振荡区分,我们称为“中间振荡”。它通常不会导致锯齿崩塌,其非线性演化行为与电阻撕裂模的非线性演化行为有点类似。中间振荡的出现说明锯齿的激发条件和哪5募し⑻跫遣煌模馐和等人提出的锯齿激发模型相矛盾的。我们从理论上和实验上研究了中间振荡的激发机制包括快电子的动理学效应,以及中间振荡的最终稳定机制。中间振荡很有可能是电流梯度驱动的,并且浅俘获的高能电子的动理学效应是可以忽略的。我们提出在下一次锯齿崩塌前中间振荡的稳定很可能是由于拇诺旱贾戮钟蚩斓缱泳断蚴湓说脑黾哟佣沟玫缌鞣植计交鸬摹U庖荒型可以解释不同实验条件下观察到锯齿和中间振荡的主要特征。另外,为了获得足够精确的电流分布,以便将来定量分析上的磁流体力学不的位形计算,初步的计算结果与程序的计算结果是一致的。托卡马克上低杂波电流驱动下锯齿不稳定性的研究
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引言年中取得的辉煌成绩,被多数科学家认为是最有希望在将来成为聚变堆的装置。目前,对于理想的磁流体力学不稳定行为的研究相对比较成熟,已经可以计第一章研究背景在二十一世纪的今天,能源问题已成为大家普遍关注的热点问题。我们的工业生产以及日常生活都离不开能源。人类运用自己的智慧,创造了辉煌的文明,而这一切都离不开对各种能源资源开发利用。然而,随着科学技术的进步和生产力的发展,世界各国对能源的需求也在逐渐加大,同时,地球上可利用的自然能源,如煤、石油、天然气等不可再生资源是有限的,按照现在的开采速度,在不久的将来都将消耗殆尽。寻找新的替代能源已成为当前世界各国面临的迫在眉睫的重大问题。受控热核聚变相对于核裂变而言,因为其丰富的原材料和良好的安全性,从上个世纪中叶开始,受到世界各国的重视。无数科学家经过努力探索,设计制造了多种可能实现受控聚变的装置。其中环形磁约束装置托卡马克,因为过去几十然而这一道路充满坎坷,仍然还有很多问题有待解决。其中宏观的磁流体力学不稳定性綝成为最重要的障碍之一。理想的磁流体力学不稳定性行为限制了等离子体可获得的最高等离子体参数,如:等离子体最大电流,最高等离子体压强梯度和比压、以及最高等离子体密度,这就决定了托卡马克等离子体的基本参数运行区间。其中等离子体比压和密度涉及聚变三因子中的两个硪桓鍪悄芰吭际奔洌灿氪帕魈辶ρР晃榷ㄐ杂凶琶芮械墓叵。此外,破裂不稳定性进一步限定了托卡马克运行时间。算出稳定的参数区间,并且这个区间可以满足聚变的要求。而各种非理想的效应引起的磁流体力学不稳定性,虽然不像理想的磁流体力学不稳定性那样剧烈,快速导致等离子体熄灭,但是它们会影响等离子体约束,使其无法获得高参数运行甚至引起等离子体大破裂,同时,它们的激发条件较理想的磁流体力学不稳定性更低,这就更进一步限定了托卡马克的稳定参数范围。基于稳定性与高参数及经济性的综合考虑,托卡马克不能运行在完全稳定的状态,但是,我们还是要避免各种最危险的磁流体力学不稳定性,允许一些危害不太大的不稳定性的存在,但同时需要加以控制,防止向危害大的不稳定性的发展,如破裂等。因此,我们不第一章引言
光要研究托卡马克稳定的运行区间,还要研究各种不稳定性的激发机制。在目前的托卡马克中常见的并且比较重要的磁流体力学不稳定性有:拉长截面的垂直位移不稳定性、等离子体芯部的锯齿不稳定性或与之相关的痭的内扭曲模≥牡缱杷毫涯和与之相应的新经典撕裂模⒂敫咴际刺相随的边界局域模⒏弑妊沟壤胱犹逯械牡缱璞谀⒁约案吣芰W蛹し⒌牟晃榷ㄐ匀缬愎悄桶尔芬本征模等等。将来的的两种主要运行模式是存在边界局域模的高约束模式甅和先进运行模式6杂谡饬街衷诵心J蕉裕会存在多种比较重要的磁流体力学不稳定性。在甅拢行牡膓值小于虼耍岽嬖诰